本书基于美国乔治梅森大学的“科学中的重要思想”这门课程而写，共13章，内容包括力学、热学、电和磁、波、相对论、量子力学和化学键、材料等内容，由浅入深地介绍了物理学和化学的基本概念和知识。本书的特点是每章都有一个以辐射图的形式呈现的重要科学思想，并且每章开始都围绕着这个重要思想对物理学和化学的各领域进行简明阐述。本书不要求读者具备高深的专业知识，适合那些有兴趣了解物理学和化学世界的人们作为科普读物阅读，也可作为高中生、大学生入门级的物理学和化学通识教材。

第1章 科学：认知的方法
你如何知道你知道什么？
第2章 有序的宇宙
为什么行星似乎缓慢地在天空中运动？
第3章 能量
为什么动物要靠吃东西来维持生命？
第4章 热和热力学第二定律
为什么用一个鸡蛋制成一个煎蛋比用一个煎蛋制成一个鸡蛋更容易？
第5章 电和磁
闪电是什么？
第6章 波和电磁辐射
什么是颜色？
第7章 阿尔伯特·爱因斯坦和相对论
人类能以快于光速的超高速运行吗？
第8章 原子
为什么世界上有如此多的不同材料？
第9章 量子力学
电子的行为为什么既像粒子又像波？
第10章 原子结合：化学键
血液是怎样凝固的？
第11章 材料及其性质
计算机运算速度怎么变得如此之快呢？
第12章 原子核
科学家怎样确定最古老的人类化石的年代？
第13章 物质的终极结构
怎样利用反物质探测人的大脑？